请问CH32V103打开-flto选项后如何避免_write函数被优化掉？

只看该作者 · 2021-12-11 17:57

由于RISC-V代码密度低，想尽量压缩代码体积。采取了以下措施：

优化等级-Os体积优化，打开压缩指令RVC，链接器增加了以下选项
--gc-sections --specs=nano.specs --specs=nosys.specs
效果还是不理想，使用-flto选项打开Link-time optimizer以后代码体积减少不少，不过报_write函数找不到。
libg_nano.a(lib_a-writer.o): in function `.L0 ':writer.c:(.text._write_r+0x12): undefined reference to `_write'
看起来是_write函数被优化掉了，这个_write函数是为了使用printf函数实现的，代码中有，不加-flto选项正常。
其它项目都是重写fputc，WCH是重写_write函数，如何在打开-flto选项后如何避免_write函数被优化掉呢？
或者是否还有其它方法可以用来减小代码体积？
同样功能的源代码在ARM上面即使使用速度优化，FLASH空间也十分充足，RISC-V的代码密度还是太拉跨了。

只看该作者 · 2021-12-11 19:35

本帖最后由 ufbycd 于 2021-12-11 19:36 编辑

方法一：在 _write 上指明优化等级 __attribute__((optimize(0)))
方法二：自己实现printf，网上的很多现成的源码
方法三：更换使用更高版的GCC，我就试过：在低版的GCC上开LTO后有些符号被错误地去掉，换高版的之后就没问题了

只看该作者 · 2021-12-11 19:42

本帖最后由 imdx 于 2021-12-11 19:49 编辑

ufbycd 发表于 2021-12-11 19:35
方法一：在 _write 上指明优化等级 __attribute__((optimize(0)))
方法二：自己实现printf，网上的很多现成 ...

你的gcc是什么版本？我的是MounRiver 1.42自带的8.2.0，之所以用MounRiver 1.42，是因为这个版本更像Eclipse一点。方法1我测试不行，这个_write函数似乎在别的地方声明过了，加上会报错。我自己有用xprintf库，不过还是希望能用自带库的实现版本，这样各个项目代码容易统一。

只看该作者 · 2021-12-11 19:47

我用的是ARM内核，GCC用Linux系统官方仓库的，版本是11.2.0

只看该作者 · 2021-12-11 19:51

ufbycd 发表于 2021-12-11 19:47
我用的是ARM内核，GCC用Linux系统官方仓库的，版本是11.2.0

ARM内核用AC6编译器，完全没有这些问题。
同样功能，RISC-V要多用60%的FLASH。我之前同样功能的代码在ARM上随便编译优化都不会超FLASH容量。

只看该作者 · 2021-12-11 21:00

多60%应该有点离谱了，不单单是指令集密度的问题了吧。另外，newlibc库里的printf是重量级实现，随便手写个功能差不多的printf都要减小不少体积。

只看该作者 · 2021-12-11 22:09

ufbycd 发表于 2021-12-11 21:00
多60%应该有点离谱了，不单单是指令集密度的问题了吧。另外，newlibc库里的printf是重量级实现，随便手写个 ...

实测还真就是多用了60%的flash，当然没开-flto，因为开了功能不正常。

只看该作者 · 2021-12-13 10:29

本帖最后由 ufbycd 于 2021-12-13 10:34 编辑

imdx 发表于 2021-12-11 19:42
你的gcc是什么版本？我的是MounRiver 1.42自带的8.2.0，之所以用MounRiver 1.42，是因为这个版本更像Eclip ...

之前没仔细看这个回复，但为何叫希望“代码容易统一”？你直接实现printf这个函数就行啦，链接时会先链接.o文件再到.a库文件。
也就是在你源码里实现的printf会替换标准库的printf，因为链接.o文件时已经知道printf这个符号的地址了也就不会去.a标准库里找了。
我的实现方法：https://gitee.com/ufbycd/static_module/blob/master/APP/Core/Src/mstdio.c

只看该作者 · 2021-12-13 12:45

本帖最后由 imdx 于 2021-12-13 12:48 编辑

ufbycd 发表于 2021-12-13 10:29
之前没仔细看这个回复，但为何叫希望“代码容易统一”？你直接实现printf这个函数就行啦，链接时会先链接. ...

https://github.com/tmk/elm-chan_xprintf/blob/master/xprintf.c
http://elm-chan.org/fsw/strf/xprintf.html
我用的是elm-chan写的xprintf，他的函数名字叫做xprintf。
printf是C标准库里面实现的函数，用标准库里面实现的printf换到别的环境下也是printf，不必更换API，这个叫做代码统一。我并没有兴趣自己去实现一个完整的printf函数。

只看该作者 · 2021-12-13 13:05

您好，可通过在函数前增加__attribute__((used))语句来避免该函数被优化：

只看该作者 · 2021-12-13 13:08

本帖最后由 WCHTech37 于 2021-12-13 13:25 编辑

代码占用空间异常增大现象，可能与定义结构体时加了__attribute__((packed))属性有关，非必要时可选择不添加该语句。
如下面代码：

复制

typedef struct __PACKED _struct_test1 {

    UINT8 data1;

    UINT16 data2;

    UINT32 data3;

} struct_test1, *Pstruct_test1;



typedef struct _struct_test2 {

    UINT8 data1;

    UINT16 data2;

    UINT32 data3;

} struct_test2, *Pstruct_test2;



void  test1()

{

    Pstruct_test1 p = (Pstruct_test1)0x40000000;

    p->data3 = 0x87654321;

}

void  test2()

{

    Pstruct_test2 p = (Pstruct_test2)0x80000000;

    p->data3 = 0x12345678;

}



int main(void)

{

......

test1();

test2();

......

}

test1和test2汇编代码如下：
test1():
p->data3 = 0x87654321;
   21c:400007b7          lui a5,0x40000
   220:02100713          li a4,33
   224: 00e781a3       sb a4,3(a5) # 40000003 <_eusrstack+0x1fffb003>
   228:04300713          li a4,67
   22c:00e78223          sb a4,4(a5)
   230:06500713          li a4,101
234:00e782a3          sb a4,5(a5)
   238: f8700713       li a4,-121
   23c:00e78323          sb a4,6(a5)
test1函数的总大小是0x23c-0x21c=0x20,32字节

test2():
p->data3 = 0x12345678;
   240:123457b7          lui a5,0x12345
   244:80000737          lui a4,0x80000
   248:67878793          addi a5,a5,1656 # 12345678 <_data_lma+0x12343c30>
   24c:c35c             sw a5,4(a4)

test2函数的总大小是0x24c-0x240=0xc,12字节

test1()对成员变量data3访问时以字节的方式，test2()对成员变量data3访问时以4字节的方式.

armcc对test1也是一样的处理以字节的方式,所不同的是ARM提供了sb的16位的压缩指令，但是RISC-V没有，RISC-V只提供sw的16位压缩指令。
如果要进一步分析代码变大的原因，需要比较ARM和RISC-V两个版本的MAP文件，看哪些函数变得特别大，然后再分析相应代码的汇编代码。

只看该作者 · 2021-12-13 14:17

https://carrv.github.io/2020/papers/CARRV2020_paper_12_Perotti.pdf
参考上面文档3.2.1，将-msave-restore选项加上。

只看该作者 · 2021-12-13 16:30

imdx 发表于 2021-12-13 12:45
https://github.com/tmk/elm-chan_xprintf/blob/master/xprintf.c
http://elm-chan.org/fsw/strf/xprintf. ...

你是不是很挑呀，没兴趣接受别人的方案就不要想着优化文件大小了，好么。
嫌编译器版本低就自己拉编译器的新源码来编译吧，不要浪费大家的时间了！

只看该作者 · 2021-12-13 17:16

ufbycd 发表于 2021-12-13 16:30
你是不是很挑呀，没兴趣接受别人的方案就不要想着优化文件大小了，好么。
嫌编译器版本低就自己拉编译器的 ...

关于printf，正确答案在这里：用wch版本的printf。
GCC自带的printf实现确实体积很大，用wch版本的printf可以减少大约2kB代码尺寸，在MCU上非常可观了。
感谢WCH技术人员。

只看该作者 · 2021-12-13 17:17

WCHTech37 发表于 2021-12-13 13:05
您好，可通过在函数前增加__attribute__((used))语句来避免该函数被优化：

感谢，增加__attribute__((used))选项以后，使用-flto可以正常编译了。

只看该作者 · 2021-12-13 17:19

zyw123456789 发表于 2021-12-13 14:17
https://carrv.github.io/2020/papers/CARRV2020_paper_12_Perotti.pdf
参考上面文档3.2.1，将-msave-resto ...

-msave-restore选项可以将固件体积减小大约2%

只看该作者 · 2021-12-13 17:30

总结一下提高RISC-V代码密度的优化选项，欢迎补充
全局优化选项：-Os，面积优化。
-ffunction-sections
-fdata-sections
--gc-sections
--specs=nano.specs Use newlib-nano
--specs=nosys.specs
-lprintf Use wchprint
-msave-restore
-flto Link-time optimizer

只看该作者 · 2021-12-14 09:08

ufbycd 发表于 2021-12-13 16:30
你是不是很挑呀，没兴趣接受别人的方案就不要想着优化文件大小了，好么。
嫌编译器版本低就自己拉编译器的 ...

你说对了，我就是很挑，所以才用标准库的printf，通常标准库中的函数完成度会更高，实现也更好，测试也更充分。别人的方案我会自己判断是否更好，更好的才会接受。至于编译编译器这种无聊的事情虽然我能做但我是不会做的。

只看该作者 · 2021-12-22 10:21

感谢楼主分享心得，学习了~周末我也再试试~

我就是因为risc-v现在的gcc编译器编译效果太拉胯了所以才没继续用risc-v的……

什么时候risc-v能有个llvm的编译器就好了……当然risc-v现在的问题不是wch的锅，并没有要指责wch的意思。
反正前两天我也测试过代码密度和执行效率，就是移植的coremark测试的。
risc-v的gcc编译后的代码执行效率与ac5同开-o3的效率几乎一样，但是体积前者是后者的3倍……
risc-v开-o3编译后大概是34k，ac5开-o3是大概11k……差太多了。
如果不用-o3用别的优化选项，执行效率又会低一些。
不得不说ac6换成llvm后简直是质变，用oz还是os的来着，体积又小，执行效率又高……

顺便提一句，wch自己优化后的risc-v gcc增加了快速中断等功能，确实是挺好用。

只看该作者 · 2021-12-22 10:33

发呆二极管发表于 2021-12-22 10:21
感谢楼主分享心得，学习了~周末我也再试试~

我就是因为risc-v现在的gcc编译器编译效果太拉胯了所以才没继 ...

目前的risc-v，至少要多准备50%的FLASH，2倍最佳。当然只要价格合适，一切都不是问题。比如同规格ARM卖10块，risc-v卖5块，那risc-v就是真香。